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ヒストンメチル化酵素G9aを分子標的とした疾患治療法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 22KJ2790
補助金の研究課題番号 21J01114 (2021-2022)
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分基金 (2023)
補助金 (2021-2022)
応募区分国内
審査区分 小区分38030:応用生物化学関連
研究機関東京薬科大学

研究代表者

高瀬 翔平  東京薬科大学, 生命科学部, 特別研究員(PD)

研究期間 (年度) 2023-03-08 – 2024-03-31
研究課題ステータス 採択後辞退 (2023年度)
配分額 *注記
3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2023年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2022年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2021年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
キーワードG9a / RK-701 / 胎児型グロビン遺伝子 / 再活性化 / BGLT3 / 感受性 / MOLT-4細胞 / ケミカルバイオロジー / エピジェネティクス / ヒストンメチル化酵素G9a / 阻害剤 / 鎌状赤血球症 / グロビンスイッチング制御機構 / HUDEP-2
研究開始時の研究の概要

ヒストンメチル化酵素G9aは、ヒストンH3の9番目のリジン残基をメチル化することで転写抑制活性を示すエピジェネティクス制御因子の一つである。様々な腫瘍に寄与するG9aは、治療標的分子として有望である。本研究では、強力で選択的なG9a阻害剤を用いて生体内におけるG9aの分子制御機構について解明する。その1つとして、グロビンスイッチング機構の解明について取り組む。ヘモグロビンを構成するグロビン遺伝子は、成長段階によって発現する遺伝子が異なるグロビンスイッチング機構が存在する。G9aがこの制御機構と関連していることから、本研究ではその全貌を解明し、治療薬開発につなげることを目的とする。

研究実績の概要

本申請課題を行うため、令和4年度は大別して以下の2点について取り組んだ。
1. 鎌状赤血球症に対する治療薬開発。本研究では独自に開発したG9a阻害剤RK-701を利用して、胎児型グロビン遺伝子の発現調節機構の解明を目指している。ヒト赤芽球細胞株HUDEP-2において、RK-701が発現変動させる遺伝子を網羅的に同定するため、RNA-seq解析を行った。その結果、RK-701は胎児型グロビン遺伝子HBG1およびHBG2の発現上昇に加え、HBG1遺伝子下流に位置するノンコーディングRNAのBGLT3の発現も増加させた。また、BGLT3発現抑制したHUDEP-2細胞では、RK-701によるHBG1/2の発現上昇は抑制された。この結果から、RK-701によるHBG1/2の発現上昇はBGLT3の発現を介していることが示唆された。次に、G9aの役割を評価するため、H3K9me2抗体によるChIP-seq解析を行った。その結果、RK-701によるG9a阻害によってHBG1/2だけでなくBGLT3の遺伝子座におけるH3K9me2量が減少していた。以上のことから、G9a阻害がH3K9me2レベルを低下させ、HBG1/2およびBGLT3の発現が亢進したことが示唆される。
2. G9a阻害に対して感受性を示す腫瘍における原因遺伝子の同定。本研究では、G9aに対する選択的阻害剤RK-701および約100倍低活性の鏡像異性体を用いてヒト急性リンパ芽球性白血病細胞株MOLT-4細胞がG9a阻害に対して感受性を示すことを明らかにした。G9a阻害に感受性を示す要因を特定するため、RNA-seq解析を行った。その結果、RK-701によるG9a阻害はMOLT-4細胞において解糖系遺伝子の発現を低下させることが明らかとなった。

現在までの達成度 (段落)

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

今後の研究の推進方策

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 研究成果

    (7件)

すべて 2023 2022 2021

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (4件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] A specific G9a inhibitor unveils BGLT3 lncRNA as a universal mediator of chemically induced fetal globin gene expression2023

    • 著者名/発表者名
      Takase S, Hiroyama T, Shirai F, Maemoto Y, Nakata A, Arata M, Matsuoka S, Sonoda T, Niwa H, Sato S, Umehara T, Shirouzu M, Nishigaya Y, Sumiya T, Hashimoto N, Namie R, Usui M, Ohishi T, Ohba SI, Kawada M, Hayashi Y, Harada H, Yamaguchi T, Shinkai Y, Nakamura Y, Yoshida M, Ito A
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 14 号: 1 ページ: 23-23

    • DOI

      10.1038/s41467-022-35404-0

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Discovery of Novel Substrate-Competitive Lysine Methyltransferase G9a Inhibitors as Anticancer Agents2023

    • 著者名/発表者名
      Yosuke Nishigaya, Shohei Takase, Tatsunobu Sumiya, Ko Kikuzato, Tomohiro Sato, Hideaki Niwa, Shin Sato, Akiko Nakata, Takeshi Sonoda, Noriaki Hashimoto, Ryosuke Namie, Teruki Honma, Takashi Umehara, Mikako Shirouzu, Hiroo Koyama, Minoru Yoshida, Akihiro Ito, Fumiyuki Shirai
    • 雑誌名

      Journal of Medicinal Chemistry

      巻: 66 号: 6 ページ: 4059-4085

    • DOI

      10.1021/acs.jmedchem.2c02059

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 新規G9a阻害剤RK-701によるグロビンスイッチング制御機構解析2022

    • 著者名/発表者名
      高瀬翔平、寛山隆、白井文幸、園田健、中田明子、西ヶ谷洋輔、角谷龍展、丹羽英明、梅原崇史、中村幸夫、吉田稔、伊藤昭博
    • 学会等名
      日本薬学会第142年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] ヒストンメチル化酵素G9a阻害剤RK-701による白血病細胞の増殖抑制機構2022

    • 著者名/発表者名
      高瀬翔平、大石智一、大庭俊一、川田学、吉田稔、伊藤昭博
    • 学会等名
      第26回日本がん分子標的治療学会学術集会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 鎌状赤血球症治療薬としての G9a阻害剤RK-701の開発研究2021

    • 著者名/発表者名
      高瀬翔平
    • 学会等名
      新薬創製談話会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 新規G9a阻害剤RK-701による グロビンスイッチング制御機構解析2021

    • 著者名/発表者名
      高瀬 翔平、寛山隆、白井文幸、園田健、中田明子、西ヶ谷洋輔、角谷龍展、丹羽英明、梅原崇史、中村幸夫、吉田稔、伊藤昭博
    • 学会等名
      日本薬学会第142年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [産業財産権] G9a阻害剤2021

    • 発明者名
      吉田稔、白井文幸、伊藤昭博、高瀬翔平
    • 権利者名
      吉田稔、白井文幸、伊藤昭博、高瀬翔平
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書

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公開日: 2021-05-27   更新日: 2024-03-26  

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